GLOBAL INNOVATION REPORT
米国におけるマイクログリッド
世界各地で相次ぐ自然災害やテロの脅威を背景に，停電 への備えを含む電力の安定供給は，住民の安全やセキュ リティの面からも各国共通の社会課題となっています。
地球温暖化対策として再生可能エネルギーの導入が進む 中，諸課題への有望なソリューションと目されているマイ クログリッド――。しかし，その構築・運用にはさまざま なノウハウが求められます。
日立は現在，専門知識を備えたチームを新たに創設し，多く の顧客と対話を重ねながら，エネルギー関連の先進地域で ある北米マイクログリッド市場の開拓に挑戦しています。
ここでは，エネルギー分野で豊富な経験を持つAlireza Aram が米国市場における最新動向をレポートします。
Alireza Aram
Sr. Vice President & General Manager, Energy Solutions Division, Hitachi America, Ltd.
1 ︱ 市場の状況
変革の最中にある米国の電力業界において，数 あるDER（Distributed Energy Resource：分散 型エネルギー源）ソリューションの一つがマイク ログリッドである。電力業界は，しばしば市場の 独占状態を生み出してきた集中型システムから，
分散型システムへとシフトしつつある。筆者が米 国の顧客との会合を重ねていくうちに感じている のは，エネルギー流通に対する顧客の期待が目に 見えて，かつ急速に変わりつつあるということだ。
新しい技術と，それを支える規制の変化によって，
エネルギーの供給，管理，コストをめぐる選択肢
出典：Navigant Research
と自由度が増えてきているからである。しかも，
全国で大小規模の公益事業者から話を聞いてみる と，その反応は電気通信業の場合とよく似ている。
将来を見越して転換に備える事業者もあれば，そ の変化を押し留め遅らせようと抵抗している事業 者もあるということである。
2 ︱ マイクログリッド
マイクログリッドは，今日の市場で入手できる DERソリューションとしては最も洗練されたも のだ。その定義は国によって異なるが，米国では エネルギー省によってこう定義されている。
「明確に定義でき，グリッドという形で一元的 に管理できる事業体として機能する電気系統の中 で，負荷と分散型エネルギー資源（DER）を相互 に接続したグループ。マイクログリッドは，グリッ ドに接続した状態でも分離モードでも動作するよ うに，グリッドとの接続と切り離しが可能で ある。」
マイクログリッド方式のDERは一般的に，太 陽光発電システム，CHP（Combined Heat and Power：熱・電気複合）ユニット，高性能バッテ リー，建造物における負荷コントロールで構成さ れる。これらのシステムを能動的に管理するのが，
発電動作特性や負荷の変化に対応できるマイクロ グリッドコントローラである。マイクログリッド は，平常時には一般電力網と並列で動作するが，
停電の発生時には主電力網から独立して動作する 機能（分離モード）を備える。テクノロジーへの 依存が進む中，ひとたび停電が起きた場合の耐性 は，社会のあらゆる部分で極端に低下している。
その一方，米国ではインフラの老朽化と，インター ネット上および物理的な脅威が原因で，停電が起 きやすくなっているという現状もある。
こうした理由で，停電が起きた場合に電力グ リッドから切れ目なく「分離」できる機能が，マ イクログリッドと他のDERソリューションを比 較検討する際に大きな決定要因となっている。そ のほか，マイクログリッドではエネルギーコスト の安定，炭素排出量の削減といったメリットも大 きい。
3 ︱ マイクログリッドの市場
図1に見るとおり，マイクログリッドは世界的 な傾向であり，累積収益（マイクログリッドの総 資産値を算出）は2024年までに1,648億ドルに 達すると予測されている。特に顕著なのがアジア 太平洋地域で，世界のマイクログリッド総収益の うち41.3％を占める。北米は，全世界市場の 32.5％を占める見込みである。
Navigantの調査データによると，米国で2015 年までに設置されたマイクログリッドの発電容量 は1,000 MWをやや上回る程度だという。2015 年1月から2016年6月までに，71か所のマイク
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2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2024年
北米 欧州
アジア太平洋地域 南米
中東およびアフリカ 総収益
（単位：100万ドル）
総収益総発電容量
（MW）
GLOBAL INNOVATION REPORT
ログリッドが設置され（約592 MW），その収益 は17億米ドルと予測されている。
米国におけるマイクログリッドの配備状況を GTM Researchが分析し，各地域の密度と，発 電源を図示したのが図2である。
地理的な要因としては，公益料金の高騰，奨励 金制度，停電の起きやすさが挙げられる。過去1 年間に顧客との間で重ねてきた対話から考える と，顧客がマイクログリッドを検討する最大の動 機として突出しているのは，エネルギー回復力で ある。エネルギー回復力に関する評価は顧客に よって異なり，地元公益事業の業績，悪天候など 電力網が障害を受ける脆弱性，各業界の社会的役 図
2
│米国におけるマイクログリッドの展開状況
図
3
│マイクログリッドの顧客割合割といった要因によって決定される。
米国の幾つかの州でマイクログリッドの導入が 進んでいるのは，現在の州の政策の多くが，こう したエネルギー回復力に支えられているからにほ かならない。
現在，州レベルで政策を支えている当初からの 要因はエネルギー回復力に違いないので，規制当 局ではマイクログリッドが社会にもたらすメリッ トについて，考え方を拡大し始めている。公益事 業に利用できる一連のDERソリューションの一 つとして，次のような目標達成に利用できること が明白になってきたからである。
（1）再生可能エネルギーの高い普及率に起因する安 定性の問題を受けやすい配電事業をサポートする。
（2）需要が増大している地域に，NWA（Non-Wires Alternative）を提供する。
（3）資本増強計画を延期する，あるいは支援する。
4 ︱ 顧客
顧客によるマイクログリッドの利用形態はさま ざまであり，都市部や軍事基地でミッションクリ ティカルな機能に電力を供給する場合もあれば，
環境に配慮した，信頼性の高いエネルギーを大学 や営利製造施設に供給する場合もある（図3参照）。
日立が実施するマイクログリッドプロジェクト はいずれも，コンサルティングに基づく設計プロ
63％
34％
81％ 22％
28％
13％ 20％ 237西海岸MW
64ハワイMW 南西部
399MW
567北東部MW 中西部43MW
8％
21％ 13％ 18％
10％
69％ 399南東部MW 15％ 9％
19％ 10％ 28％
20％ 36％
10％
CHP 天然ガス ディーゼル 太陽光 風力 水力 燃料電池 不明 エネルギー貯蔵 出典 ： GTM Research North American Microgrids 2015 アラスカ99MW
38％ 16％
16％ 24％
商用／産業用
7
％コミュニティ
9
％公益配電
12
％研究機関／大学
32
％15
軍事％遠隔利用
25
％図
4
│悪天候によって起きた大規模な停電 ムが反復的な設計プロセスを支援している。4.1 ︱
商用／産業用C&I（商用/産業用）はこれまで，最も弾みが付 かない分野であった。投資対効果に関するバ リュープロポジションの点で難があり，顧客側で も評価が遅々として進まなかったためである。だ が，PPA（Power Purchase Agreements： 電 力 購入契約）を利用する新しいベンダービジネスモ デルによって，顧客が設備投資を必要とせずに導 入できるようになり，C&Iでも導入が進み始めて いる。
顧客の実現性評価を何回となく実施する中で，
わかったことがある。停電が長引いてもマイクロ グリッドであれば信頼性の高い電力供給をでき る。一方，バックアップ発電は燃料の調達に左右 され，極端な悪天候の場合にはその燃料の供給が 困難になる場合もある。それが，北米のC&I顧客 にとっては重要な検討材料だという事実である。
4.2 ︱
大学/研究機関年間の発電容量と収益の点で，北米がどの国よ りもリードしているのが，大学/研究機関の顧客 セグメントである。総発電容量は，2015年が 219.7 MWで，2024年までには年間およそ1.2
いる。
中でも各種大学，総合大学のキャンパスは電力 と暖房の負荷が高いことから，マイクログリッド 導入の魅力的な候補と言える。さらに，大学施設 は独自の電力・暖房インフラを備えている場合が 多く，公共電力を利用する相互接続ポイントが少 ないため，マイクログリッド導入のプロジェクト も円滑かつ低予算で進めやすいという特長があ る。大学の顧客が日立のチームに説明したところ では，一般電力網の停電中に電力の供給を維持す ることが，授業料を負担している保護者の多くに とって重要なのだという。また，マイクログリッ ドを導入すれば，多くの大学が掲げる意欲的な持 続可能性の目標も達成しやすくなり，マイクログ リッドを研究や教育の現場に活用することも重要 な課題であるという。
4.3 ︱
コミュニティ州がマイクログリッドプログラムを後援するこ とで，コミュニティがエネルギー回復力の目標を 達成できる現実的なソリューションとして，マイ クログリッドへの関心が高まっている。
コミュニティにおけるマイクログリッドで重視 されるのは，激しい悪天候の後で重要施設のエネ ルギー回復を保証することである。米国東部では
悪天候が大規模な停電を引き起こす。
（大規模 = 50，000人以上の顧客が影響を受ける。）
150
嵐，悪天候寒波，猛吹雪 ハリケーン，熱帯暴風雨 竜巻
酷暑，山火事
120
90
60
30
1984 1988 1992 1996 2000 2004 2008 2012
停電の件数
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ハリケーンや猛吹雪の強度と発生頻度が高まって おり，何日間も電力が不通になる事態が起きてい る（図4参照）。日立が長年にわたり事業活動を 続けてきた地域の多くでも同様である。中には，
住民の避難が難しい場所もある。マイクログリッ ドの備えがあれば，住民が避難先で生活する間も，
警察や消防，医療，医薬品，避難施設，ガソリン，
食糧などを引き続き利用できることになる。重要 な市政サービスを維持するためにマイクログリッ ドの導入を検討している市町村も多い。顧客が市 町村の単位になれば，複数の関係者や利用者（病 院，役所，消防署，食料品店など）が関わるコミュ ニティのマイクログリッドよりも話が単純にな る。こうしたマイクログリッドは，技術的に見て も，ビジネスモデルや財政の観点で見ても困難を 極めるが，各種の障壁撤廃を決定する州も増え始 めている。たとえば，ニューヨーク州のNew York Prize Programは，83のコミュニティに対 してマイクログリッドの設計と実現性研究に資金 を提供している。日立は，これらのうち12件で 資金提供を受けており，2016年6月と7月には，
パートナーコミュニティに実現性研究の結果を報 告した。
4.4 ︱
軍事米 国 陸 軍 は，SPIDERS（Smart Power Infra- structure Demonstration for Energy Reliability and Security）と呼ぶ計画を進めており，一般電 力網の喪失や攻撃という事態が発生した場合に ミッションクリティカルな施設に電力を供給する ために，マイクログリッドの導入を検討している。
従来のバックアップ発電機に，太陽光発電とエ ネルギー貯蔵を統合して多様なエネルギー源をま とめて提供し，長期的なソリューションを実現し たうえで，従来型のバックアップ発電機よりも カーボンフットプリントを低減できるというの が，マイクログリッドの特徴の一つである。これ までにすでに，実証プロジェクトが幾つか実施さ れている。
4.5 ︱
公益事業公益事業については，会合も開き，ご意見も頂 いた。公益事業者は，インフラおよび運用リソー スとして，また新しい収益源候補としてもマイク
ログリッドの役割を模索しており，日立にとって は顧客候補であると同時に，競合となる可能性も 秘めている。インフラリソースとしてのマイクロ グリッドは，公益配電事業が現在直面している多 くの運用目標を達成し，課題を解決する可能性が ある。規制対象になっていない企業を伴う公益事 業者の中には，すでにマイクログリッドビジネス に参入し，既存の顧客にサービスを提供している ケースも現れている。
公益事業のマイクログリッドプロジェクトとし て は，San Diego Gas and ElectricのBorrego Springs Microgrid，Duke EnergyのMount Hol- ly Microgrid，National Grid の Potsdam Mi- crogridなどが挙げられる。
5 ︱ ビジネスモデル
マイクログリッドのプロジェクトは複雑であ り，技術選定，財務問題の解決，各地域の条例や 規制，公益事業の要件，顧客の調達ポリシーなど に関して高度な専門知識が必要になる。
日立は，マイクログリッドプロジェクトの完成 形を米国の市場に提供するために，マイクログ リッドプロジェクトの開発，エンジニアリング，
財務，設計，運用などあらゆる点について専門知 識を備えたチームを，日立アメリカ（HAL）の ESD（Energy Solutions Division：エネルギーソ リューション部門）に創設した。
マイクログリッドが現在，米国で実際に利用さ れているケースを図5に示す。
C&Iをはじめとする顧客セグメントがベンダー による「microgrid as a service」を求めるように なり，長期的には，電力購入契約という形態が増 えるものと予測されている。市場競争を優位に進 めるために，日立はPPAモデルに類似したビジ ネスモデルとして，電気および熱エネルギーも含 むESA（Energy Services Agreement：エネルギー サービス契約）というモデルを策定した。ESAは，
プロジェクトオーナー（特別目的事業体）と顧客 の間で交わされるエネルギーおよびサービスの契 約である。SPEには，1件以上の投資家が資金を 投入し，投資家は日立ESDのエンジニアリング，
建築，運用サービスを契約する。
日立ESDでは現在，自己資金によるプロジェ
クトに関心を示している顧客が4者いる。
また，30以上あるプロジェクト候補の保有者 は，マイクログリッド・アズ・ア・サービス方式 のESAモデルを希望している。たとえば，ニュー ヨーク州とカナダ・オンタリオ州のコミュニティ と市当局の顧客は，システムを購入できるほど潤 沢な資金を保有してはいないが，マイクログリッ ドによって地域の重要な目標を達成できると考え ている。また，ある大学顧客の場合，資金は用意 できるが，エネルギーインフラに注ぎ込むくらい なら施設の改築に回したいと考えている。ある製 造業顧客は，エネルギーがビジネスにとって「中 核的」ではないため，発電施設に資本を投入した くはないが，マイクログリッドの持つエネルギー 回復力は魅力的だという。
マイクログリッドからは，社会的な革新と共同 を実現する新しい場が生まれている。たとえば，
ニューヨーク州のCommunity Microgrid Proj- ectでは，低所得者，高齢者，身体障がい者の大 規模なコミュニティが，悪天候の際に安全な避難 施設を提供される。このコミュニティでは，マイ クログリッドが重要な施設と住居の電力をまかな うからである。また同地域では，エネルギー効率，
再生可能エネルギー，持続可能性といった目標の 達成に低所得層の市民も参加できることになる。
コミュニティマイクログリッドについてこのよう な目標が設けられたのは，コミュニティ，公益事 業，大学，州政府から20以上のステークホルダー が関与した結果である。これも，日立が北米市場 で現在実施しているプロジェクトの一例である。
マイクログリッドは，エネルギーの安全性と回 復力を強化するとともに，カーボンフットプリン トを削減し，多くの場合エネルギーコストも全体 的に低減する。社会的なメリットも大きい。米国 全土で，自然災害やテロなど，国民の安全とセキュ リティを脅かす事態が発生したときにコミュニ ティレベルで回復を図る努力が進んでいる。
日立アメリカのエネルギーソリューション部門 は，マイクログリッドの完成形を提供し，耐用期 間が終わるまでシステムの運用と維持に当たるワ ンストップのサービスプロバイダーとして，北米 のマイクログリッド市場を積極的に開拓してい る。マイクログリッドの市場はまだ成立途上にあ り，今後10年間で大きく成長するものと予測さ れている。日立がこの業界で主導的な立場に立つ 大きいチャンスと言えるだろう。
今後，実稼働するマイクログリッドが増えてい けば，日立として，新しいOT/ITテクノロジー を導入して，市場をいっそう最適化・活性化する 機会を拡大していきたいと考える。
公益事業の レートベース
15
％ファイナンシング
16
％PPA 45
％24
％公益事 レート
15
％ファイナンシ
16
％PPA PP
45
％24
％Alireza Aram
Sr. Vice President & General Manager, Energy Solutions Division, Hitachi America, Ltd.
日立シニアバイスプレジデント兼ゼネラルマネージャーとして，北米のエネル ギーソリューションを担当。送電，配電，分散型エネルギー資源などエネ ルギー分野で20年以上に及ぶビジネス経験を持つ。
日立に入社する以前は，ABB，Areva T&D，Alstom Gridで上級管理 職を歴任し，アジア，南北アメリカ，ヨーロッパで特に活躍した。ドイツ・ア ーヘン工科大学で電気工学の修士号を取得している。
